بخشی از مقاله
چکیده:
نانوذرات ZnS:Fe با بکارگیري روش مهار در محیط آبی وخاصیت مهارکنندگی مرکپتواتانول - M.E - تولید شدند. طیفهاي Uv-visible و پراش اشعه X نانوذرات تولید شده مورد بررسی قرارگرفت. طیفهاي اشعه X بطور عمده ساختار مکعبی را براي نانوذرات نشان می داد که بخشی از پیکهاي شبکه هگزاگونال را نیز در خود داشتند و سایز تقریبی ذرات از طیف پراش 1,3 nm بدست آمد.
مقدمه
در دودهه اخیر بررسی خواص نوري والکتریکی نانوذرات نیمرساناي آلاییده و بخصوص نانوذرات نیمرساناهاي گروه II-VI - نظیر - ZnS,CdS,CdSe در حالت آلاییده با فلزات واسطه ومطالعه ترازهاي الکترونی درآنها بطور گسترده مورد توجه محققان قرار گرفته است 2]،.[1 نتایج تجربی نشان می دهند که وارد شدن اندکی ناخالصی تا حد2 درصد مولی باعث تغییرات اساسی در شدت وطول موج گسیلی از این نانوذرات می شود.[2] به عنوان مثال آلاییدن نانوذرات سولفید روي با منگنز تا حد 4 درصد مولی باعث افزایش 18 درصدي در بهره کوانتومی گسیل نانوذرات سولفید روي می شود .[3]
از طرفی آلایش تا درصدي خاص از آلاینده باعث افزایش در شدت نور گسیلی از نانوذرات نیمرسانا می شود که اصطلاحا می گوییم در این درصد، سیستم" قفل شده است"[2] و بعد از آن بدلیل تشکیل فازهاي ثانویه از تعداد یونهاي فعال Zn2 کاسته شده وشدت گسیل کاهش می یابد. این نیمرساناهاي آلاییده کاربردهاي بسیاري در وسایل الکترولومینسانس، صفحات نمایش نورگسیل و سنسورهاي شیمیایی دارند .[4] مطالعه نانوذرات نیمرساناي آلاییده با آلاینده هاي مختلف به منظور بررسی خواص نوري والکتریکی آنها وبدست آوردن" نقطه قفل" سیستم از مسائلی است که به منظور بهینه سازي کاربردهاي آینده این مواد، باید مورد مطالعه قرار گیرند. در این تحقیق نانوذرات نیمرساناي ZnS:Fe به ازاي درصدهاي مولی مختلف Fe بین 0,2 تا %5 مولی به روش شیمیایی تولید شده و مورد مطالعه قرارگرفته اند. نانوساختار و نانومقیاس 325 نانوذرات ZnS:Fe با درصدهاي آلایش مختلف، تولید شده و مورد مطالعه قرارگرفتند که براي سادگی ارجاع هاي بعدي مشخصات آنها در جدول1 خلاصه و با کدهاي 1تا 4 برچسب گذاري شده اند. طیف جذبی نانوذرات با استفاده از طیف سنج Lambda2 ساخت شرکت Perkin Elmer گرفته شد و طیف پراش اشعه ایکس نانوذرات بوسیله طیف سنجی با مدل D8ADVANCE و
طول موج Cu kα 1.541A انجام گردید.
آزمایشگاهی :
- که در آن R شعاع نانوذرات است - بدین معنی است که با افزایش درصد آلاینده تغییري در اندازه نانوذرات ایجاد می شود. اگر این تغییر ابعاد را براي نمونه هاي 1 و2 که طیفهاي XRD آنها را داریم از تقریب جرم موثر محاسبه نماییم، مقدار0,2 nm بدست خواهد آمد که حاکی از آن است که تغییر در ابعاد بسیار کوچک است. همچنین این رابطه به همراه اطلاعات جدول 2 بیان می کندکه با افزایش میزان آلاییدگی با آهن اندازه نانوذرات کوچکتر می شود.این مساله با توجه به اینکه شعاع یونیFe3 مقدار 69 pm وشعاع یونی Zn2 برابر 85 pm است، قابل توجیه می باشد. شکل:1 طیف جذب نانوذرات آلاییده به ازاي غلظت 0,2 مولار مهارکننده و درصدهاي آلاییدگی متفاوت که به ترتیب از بالا به پایین مربوط به نمونه هاي 4،3،2،1 هستند. بدین معنی که وارد شدن یونهاي آهن به جاي یونهاي روي در ساختار سولفید روي باعث کوچکتر شدن اندازه نانوذرات حاصل می شود.
نانوساختار و نانومقیاس
به منظور اندازه گیري اندازه تقریبی و ساختار شبکه اي نانوذرات تولید شده ازآنها طیف پراش اشعه ایکس گرفتیم. نمونه آلاییده شکل 2 طیف پراش نمونه اي با %0,25 آلاییدگی با آهن را نشان می دهد که در آن غلظت واکنش دهنده ها 0,1مولار بوده است. همانگونه که از شکل 2 نیز دیده می شود پیکهاي مشاهده شده با پراش از صفحات - 1 1 1 - ، - 2 2 0 - و - 3 1 1 - در یک بلور مکعبی مطابقت بیشتري دارند.نکته دیگر اینکه در این طیف فاز خارجی اي مشاهده نمی شود وسهم غالب مربوط به ZnS است .براي مقایسه ودرك این مطلب شکل 3 نمونه کادمیوم سولفایدي رانشان می دهد که در آن فاز خارجی CdCO3 بصورت پیکهاي تیز در شکل دیده می شود. - غلظت مهار کننده وهمچنین واکنش دهنده ها در این نمونه 0,01 مولاربوده است. -
